[發明專利]基于熱聲效應和正逆電卡效應的冷熱電聯供系統

有效

• 申請號: 202010099789.6
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111271189B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 羅二倉;孫巖雷;羅開琦;胡劍英;吳張華;張麗敏;陳燕燕;賈子龍;喻紹飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F02G1/043
• 分類號: F02G1/043;F02G1/053;F02G1/057;F25B21/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 譚云

本發明涉及冷熱電聯供系統技術領域，尤其涉及一種基于熱聲效應和正逆電卡效應的冷熱電聯供系統，其包括熱聲發動機子系統、熱釋電發電機子系統和電卡制冷機子系統；熱釋電發電機子系統與電卡制冷機子系統通過導線相連；或者，熱聲發動機子系統和熱釋電發電機子系統相耦合形成熱釋電發電發動機，熱釋電發電發動機和電卡制冷機子系統通過導線相連，熱釋電發電發動機包括相連的熱釋電發電發動機室溫換熱器、熱釋電體回熱器和熱釋電發電發動機高溫換熱器。該基于熱聲效應和正逆電卡效應的冷熱電聯供系統無運動的機械部件、無磨損、長壽命、靜音、環保，同時提高了穩定性和可靠性，不受空間限制、結構緊湊。

技術領域

本發明涉及冷熱電聯供系統技術領域，尤其涉及一種基于熱聲效應和正逆電卡效應的冷熱電聯供系統。

背景技術

傳統的冷熱電聯供系統(Combined Cooling heating and power，簡稱CCHP)是一種以天然氣為一次能源，依靠小型燃氣輪機、燃氣內燃機、微燃機等設備將天然氣燃燒后獲得的高溫煙氣首先用于發電，然后利用余熱進行供暖或者提供生活用熱水并驅動蒸汽壓縮式制冷機或者吸收式制冷機供冷的一種聯產聯供系統，其一次能源利用率可以提高到80％以上，其具有節能高效的優點。目前冷熱電聯供系統工作的方式主要有以下兩種：1)采用燃氣機(包括內燃機、燃氣輪機等)和余熱吸收式制冷機相結合的方式，天然氣作為燃料被送入燃氣輪機燃燒發電后，高溫排氣進入余熱吸收式制冷機，夏季供冷、冬季供熱，根據冷負荷、熱負荷的需要可補燃天然氣；2)采用燃氣機(包括內燃機、燃氣輪機)、余熱鍋爐、蒸汽吸收式制冷、電制冷機和燃氣鍋爐的方式：天然氣被送入燃氣輪機燃燒發電后，高溫排氣送入余熱鍋爐制取蒸汽，蒸汽經分汽缸至蒸汽溴化鋰吸收式制冷機；冬季蒸汽經分汽缸至換熱器制取熱水供熱。根據建筑群夏季的冷負荷需要，不足冷量由電動壓縮制冷機提供；冬季不足熱量由熱泵和燃氣鍋爐提供。

現有的冷熱電聯供系統存在需要利用天然氣燃燒來提供足夠高品位的熱源，系統龐大復雜，易受空間制約，難以小型化、家庭化、緊湊化的問題；并且系統存在運動部件，存在磨損，需要定時檢修；系統內部工質/制冷機對環境有危害等問題。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于熱聲效應和正逆電卡效應的冷熱電聯供系統，包括熱聲發動機子系統、熱釋電發電機子系統和電卡制冷機子系統；

所述熱釋電發電機子系統與所述電卡制冷機子系統通過導線相連；或者，

所述熱聲發動機子系統和所述熱釋電發電機子系統相耦合形成熱釋電發電發動機，所述熱釋電發電發動機和所述電卡制冷機子系統通過導線相連，所述熱釋電發電發動機包括相連的熱釋電發電發動機室溫換熱器、熱釋電體回熱器和熱釋電發電發動機高溫換熱器，所述熱釋電發電發動機高溫換熱器用于將系統外部熱源產生的熱量輸入到系統中，所述熱釋電體回熱器包括熱釋電材料制成的多孔結構，所述熱釋電體回熱器用于將熱能轉換為聲能以及將熱能轉換為電能。

在一個實施例中，所述基于熱聲效應和正逆電卡效應的冷熱電聯供系統還包括并聯于所述熱聲發動機子系統兩端的聲功反饋通道，所述聲功反饋通道用于將部分的所述熱聲發動機子系統產生的聲功輸送回所述熱聲發動機子系統。

在一個實施例中，所述熱聲發動機子系統、所述熱釋電發電機子系統和所述電卡制冷機子系統通過管路相連，所述管路內設有傳熱工質。

在一個實施例中，所述傳熱工質包括設于所述熱釋電發電機子系統和所述電卡制冷機子系統的液體工質和設于所述熱聲發動機子系統的氣體工質，所述熱聲發動機子系統的安裝位置高于所述熱釋電發電機子系統和所述電卡制冷機子系統的安裝位置。

在一個實施例中，所述電卡制冷機子系統包括電卡制冷機子系統室溫換熱器、電卡回熱器和低溫換熱器；所述電卡回熱器包括多孔結構，所述多孔結構包括多種填充材料，每種所述填充材料根據其極化狀態轉變溫度的不同以不同的位置和厚度堆疊。

在一個實施例中，所述熱聲發動機子系統、所述熱釋電發電機子系統和所述電卡制冷機子系統串接形成回路。